DE1217944B - Verfahren zur Erzeugung von Olefinen, insbesondere AEthylen, durch thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C 07c

Deutsche KL: 12 ο-19/01

Nummer: 1217 944

Aktenzeichen: B 75780IV b/12 ο

Anmeldetagr 7. März 1964

Auslegetag: 2. Juni 1966

Es ist bekannt, Olefine, insbesondere Äthylen, zu erzeugen, indem man gasförmige oder vollständig verdampfbare flüssige Kohlenwasserstoffe nach den verschiedenen bekannten Verfahren spaltet, z. B. auf thermischem Wege, in Metallrohren, die von außen beheizt werden, in Mischung mit Wasserdampf bei Temperaturen über 750° C. Bei diesen Verfahren erhält man Spaltgase, die reich an olefinischen Kohlenwasserstoffen, wie Äthylen und Propylen, sind und daneben noch höhere Olefine sowie Diolefine neben anderen Spaltprodukten enthalten. Zur Vermeidung von Sekundärreaktionen muß das sehr reaktionsfähige Gasgemisch schnell abgekühlt werden. Diese Abkühlung erfolgt in der Technik entweder durch direktes Einspritzen von Kühlmitteln, z. B. flüssigen Kohlenwasserstoffen, oder durch indirekte Kühlung in einem Spaltgaskühler.

Im allgemeinen wird zur Verbesserung der Wärmerückgewinnung die indirekte Kühlung vorgezogen. Ein Nachteil der indirekten Kühlung der Spaltgase ist jedoch die Bildung von Ablagerungen von Koks oder anderen Krackprodukten auf den wärmeaustauschenden Flächen, die den Wärmeübergang verschlechtern und somit die Wirkung der Kühlung vermindern. In mehr oder weniger kurzen Zeitabständen muß das Verfahren unterbrochen und der Spaltgaskühler von der Verkokung mechanisch gereinigt werden.

Es wurde gefunden, daß man diese Nachteile vermeidet, wenn man die heißen Spaltgase mit einer Massengeschwindigkeit von mindestens 50 kg/m² · see, vorzugsweise 60 bis 70 kg/m² · see, durch die Kühlrohre des Spaltgaskühlers führt.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden gasförmige und/oder dampfförmige Kohlenwasserstoffe mit Wasserdampf vermischt und bei Temperaturen über 750° C, vorzugsweise über 800° C, thermisch gespalten und das dabei gebildete heiße Spaltgas in der oben beschriebenen Weise in einem Spaltgaskühler mittels Wasser auf Temperaturen unter 450° C, vorzugsweise auf Temperaturen von 340 bis 400° C, abgekühlt. Dabei kommt es darauf an, daß der Taupunkt der am höchsten siedenden Spaltgasanteile beim Durchgang durch die Kühlrohre nicht unterschritten wird. Es hat sich gezeigt, daß hierfür Wandtemperaturen der Kühlrohre von mindestens 310° C bzw. darüber erforderlich sind. Diese Wandtemperatur wird unter den gegebenen Bedingungen erreicht, wenn man das Kühlmittel, Wasser, unter einem Mindestdruck von 100 at, vorzugsweise bei einem Druck von 120 bis 130 at, hält. Die weitere Abkühlung der Spaltgase kann nach dem Verfahren zur Erzeugung von Olefinen,
insbesondere Äthylen, durch thermische Spaltung
von Kohlenwasserstoffen

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein;
Schmidt'sche Heißdampf-Gesellschaft m. b. H.,
Göttingen und Kassel

Als Erfinder benannt:

Dr. Karl Buschmann, Neustadt a. d. Weinstraße;
Dipl.-Ing. Ferdinand Markert, Limburgerhof;
Dr. Hermann Meyer, Wesseling bei Köm;
Frohmut Vollhardt, Göttingen

Austritt aus dem Spaltgaskühler in bekannter Weise durch direkte Kühlung, z. B. durch Einspritzen von höhersiedenden Kohlenwasserstoffen, oder in einem weiteren Spaltgaskühler erfolgen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist ein störungsfreier Betrieb der Spaltgasanlage gewährleistet und eine besonders vorteilhafte Gewinnung der bei der. Spaltung frei werdenden Wärme möglich, da man die rückgewonnene Wärme in Form eines hochgespannten Dampfes erhält.

Auch in dem Verbindungsstück zwischen dem Spaltofen und den Kühlrohren können Ablagerungen von Koks oder anderen Spaltprodukten auftreten.

Es wurde weiterhin gefunden, daß man die Gefahr einer Koksbildung in diesem Verbindungsstück, das ist die Eintrittshaube des Spaltgaskühlers, vor der Verteilung der heißen Spaltgase auf die einzelnen Kühlrohre herabsetzen kann, wenn man die Eintrittshaube nach Art eines Diffusors ausbildet, wodurch eine Wirbelbildung in dem ansonsten vorgeschalteten freien Raum durch scharfe Umlenkungen des Gasstroms ausgeschlossen wird. Durch die Einbeziehung dieses Verbindungsstückes wird die Verweilzeit der Spaltgase in dem Spaltgaskühler herabgesetzt. Vorteilhaft wird die Eintrittshaube so ausgebildet, daß darin die Raumbelastung über einem Wert von 20 kg/m² · see liegt.

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Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sowie ein geeigneter Spaltgaskühler sind in dem folgenden Beispiel und der Abbildung näher erläutert.

Beispiel

3700 kg/h Leichtbenzin mit einem Siedebereich von 35 bis 170° C werden mit 1850 kg/h Wasserdampf vorgemischt, auf 600° C aufgeheizt und bei 820° C in einem durch Gasflammen von außen be- ίο heizten Rohr thermisch gespalten. Die Verweilzeit des heißen Reaktionsgemisches beträgt vom Anfang der Spaltreaktion bis zum Eintritt des Spaltgases in die Kühlrohre des Spaltgaskühlers 0,3 Sekunden. Die Verteilung des heißen Spaltgases auf die Kühlrohre des in der Abbildung wiedergegebenen Spaltgaskühlers erfolgt in einem diffusorartigen Verbindungsstück 1, der Eintrittshaube des Spaltgaskühlers. Die Raumbelastung in diesem Verbindungsstück beträgt 38 kg/m³ · see. 5550 kg/h Spaltgas strömen durch die Kühlrohre 2 mit einer Massengeschwindigkeit von 51 kg/m² · see und verlassen den Spaltgaskühler durch die Gasaustrittshaube 3 mit einer Temperatur von etwa 350° C. Das Wasser als Kühlmedium gelangt von einer höher gelegenen Kesseltrommel über Fall-Leitungen in einen Wassersammler 4, von dort wird es durch die Zuleitungen 5 um die Kühlrohre geführt. Das erzeugte Dampf-Wasser-Gemisch wird über Verbindungsleitungen 6 dem Sammler 7 zugeleitet, der durch Steigleitungen mit der Kesseltrommel verbunden ist, in der ein Betriebsdruck von 125 at eingehalten wird. Nach einer weiteren Abkühlung der Gase auf etwa 200° C durch direkte Kühlung mit flüssigen Kohlenwasserstoffen vom Siedebereich von bis 250° C erhält man bei einem störungsfreien Betrieb ein Spaltgas, aus dem nach den üblichen Trennverfahren 1010 kg/h reines Äthylen gewonnen werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von Olefinen, insbesondere Äthylen, durch thermische Spaltung von gasförmigen und/oder verdampfbaren Kohlenwasserstoffen bei Temperaturen über 750° C und durch indirekte Abkühlung der heißen Spaltgase in Spaltgaskühlern mittels Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Spaltgase mit einer Massengeschwindigkeit von mindestens 50 kg/m² · see, vorzugsweise 60 bis 70 kg/m² · see, durch die Kühlrohre des Spaltgaskühlers geführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wandtemperatur der Kühlrohre durch Einhalten eines Dampfdrucks von mindestens 100 at, vorzugsweise bei einem Druck von 120 bis 130 at, auf der Seite des siedenden Wassers über einer Temperatur von 310° C hält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltgas beim Eintritt in den Spaltgaskühler diffusorartig und wirbelfrei auf die Kühlrohre verteilt wird und in der Eintrittshaube des Spaltgaskühlers die Raumbelastung durch das Spaltgas mehr als 20kg/m³-see beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1108362.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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